Fala guerreiros! Vamos estudar esse assunto importante para a prova de Espcex, os Gases! Vamos, selva!

 

1. AS PROPRIEDADES DE UM GÁS

No estado gasoso, a ligação química é inexistente, o espaçamento entre as moléculas é grande e as moléculas se movimentam com liberdade. Essas características permitem que os gases possuam propriedades peculiares, que serão discutidas as seguir.

 

1.1. Compressibilidade

Um gás possui alta compressibilidade e pode ser comprimido, pois a distância entre as moléculas neste estado é maior que à dos sólidos e líquidos.

Em (a), o êmbolo é pressionado. O espaçamento entre as moléculas é grande e o gás pode ocupar um espaço menor com facilidade (b).

 

1.2. Expansibilidade

Um gás expande e dilata mais que um sólido ou líquido devido a maior liberdade na movimentação das suas moléculas.

 

1.3. Ocupação dos espaços

As moléculas de um gás possuem liberdade para se movimentarem livremente. Por isso, um gás ocupa o espaço que lhe é dado. Se o gás contido em um bujão vazar, as moléculas do gás se movem livremente até o ocupar o novo espaço, a cozinha, por exemplo.

 

2. TEORIA CINÉTICA DOS GASES

As propriedades do gás apresentadas no item anterior não tinham explicação até o século XIX. Nesta época, a teoria cinética dos gases foi proposta para responder a esses questionamentos.

 

• As moléculas possuem um tamanho desprezível comparado com a distância média entre as moléculas.
• As moléculas (pontos) estão em constante movimento desordenado.
• O movimento e a colisão das partículas entre si e com as paredes do recipiente são regidos pela Mecânica Newtoniana e a energia total do gás (energia cinética) se conserva. As forças de atração e repulsão entre as moléculas são desprezadas.

 

3. GASES IDEAIS

Na prática, um gás onde a temperatura é alta e a pressão é baixa, se comporta muito próximo de um gás ideal. A compreensão do comportamento de um gás ideal facilita o estudo dos gases reais.

 

4. VARIÁVEIS DE ESTADO

Um gás ideal é definido por quatro grandezas denominadas variáveis de estado: pressão, volume, temperatura e número de mols.

 

4.1. Pressão (p)

A pressão e a área de aplicação da força são grandezas inversamente proporcionais.

As unidades mais comuns são:

N/m² (SI) ou atm (atmosfera)

 Obs: 1 atm = 1.10⁵ N/m²  

 

Nos gases, as moléculas exercem uma força ao se chocarem contra a parede do recipiente.

 

 

 

 

4.2. Volume (V)

O gás possui alta compressibilidade pois as suas moléculas podem ser consideradas como pontos, ou seja, um gás é basicamente constituído de espaço vazio!

As unidades dessa grandeza são:

m³ (SI) ou litros (l)

Obs.: 1 l = 10^-3 m³

 

4.3. Temperatura (T)

A temperatura mede o grau de agitação das moléculas. A energia cinética está associada a massa e a velocidade de um corpo. A unidade da temperatura é o Kelvin.

 

4.4. Número de mols (n)

O número de moléculas em um gás é da ordem de 10²³ moléculas. Portanto, não é prático trabalhar com um número tão grande no cotidiano. Por isso, os cientistas criaram o conceito de mol. Um mol de qualquer gás contém 6,02.10²³ átomos.

 

O número de mols é calculado pela razão entre a massa do gás (m – que depende do número de moléculas) e a sua massa molecular (M).

5. Equação de Clapeyron

Um gás ideal é o gás mais simples que se pode trabalhar. Portanto, a equação de Clapeyron relaciona as grandezas descritas acima para esse tipo de gás.

R = 0,082 atm.L / K.mol

R = 8,31 J / K.mol

R = 2 cal / mol.K

 

Pegadinha do Malandro: o valor de R é uma constante e pode assumir acima os valores acima dependendo das unidades trabalhadas. Quando R = 0,082 atm.L / K.mol, a pressão é dada em atmosferas e o volume em litros. Quando R = 8,31 J / K.mol, a pressão é dada em N/m² e o volume em m³, ou seja, no S.I. O terceiro valor é raro nos exercícios.